§ 20. Общая характеристика класса Земноводные

Определения и обозначения

Земноводные (амфибии) — класс позвоночных животных, жизненный цикл которых обычно связан и с водой, и с сушей. Это определение помогает отличить их от животных, полностью приспособленных только к одной среде. Вода особенно важна для размножения и развития многих амфибий, а взрослые особи могут проводить время на суше.

Метаморфоз — преобразование личинки во взрослое животное, при котором меняются строение и образ жизни. Например, у лягушки водный головастик постепенно становится взрослой особью. Понятие метаморфоза нужно, чтобы описывать не просто рост животного, а заметную перестройку его организма.

Личинка земноводного — водная ранняя стадия развития, обычно отличающаяся от взрослого животного строением и способом дыхания. У лягушки такая личинка называется головастиком: у неё есть хвост и жабры. Это понятие помогает сравнивать стадии жизненного цикла и понимать, почему молодое животное может жить не так, как взрослое.

Голая кожа — тонкая кожа без чешуи, содержащая железы и участвующая в газообмене. Она не является непроницаемой оболочкой: через неё могут проходить газы, а железы выделяют слизь, поддерживающую влажность. Это определение объясняет и особенности дыхания амфибий, и их потребность во влажных местах.

Как это устроено

Земноводных считают переходной группой между водными и наземными позвоночными, потому что их организм сочетает приспособления к обеим средам. Конечности помогают передвигаться по суше, а у взрослых животных есть лёгкие. Однако кожа должна оставаться влажной, а размножение и раннее развитие большинства видов связаны с водой. Поэтому освоение суши не означает полной независимости от водоёмов.

Кожа амфибий тонкая и участвует в газообмене, поэтому она должна быть влажной. Влага позволяет газам проходить через её поверхность, а слизь, выделяемая кожными железами, помогает замедлить высыхание. На сухой коже кожное дыхание становится менее эффективным. По этой причине земноводные часто выбирают сырые укрытия, затенённые места и берега водоёмов.

Дыхание меняется по мере развития животного, потому что личинка и взрослая особь живут в разных условиях и имеют разное строение. Водная личинка большинства земноводных обычно получает кислород с помощью жабр. По мере метаморфоза формируются лёгкие, и взрослая особь начинает дышать ими, но газообмен через кожу сохраняет значение. Так организм приспосабливается к жизни вне воды, не отказываясь полностью от кожного дыхания.

Конечности позволяют амфибиям передвигаться по твёрдой поверхности, отталкиваться от земли и менять положение тела. У многих видов задние ноги сильные, что помогает прыгать или совершать резкие толчки. В воде движение конечностей помогает плыть, а перепонки между пальцами увеличивают площадь опоры о воду. Конкретный способ передвижения зависит от строения животного и места, где оно живёт.

Размножение большинства земноводных связано с водой, потому что их яйца обычно не защищены плотной оболочкой от потери влаги. В воде икринки не высыхают, а из них могут выйти личинки, приспособленные к водной среде. Если икра окажется в сухом месте, развитие может остановиться из-за высыхания. Поэтому для размножения подходят водоёмы или, у некоторых видов, достаточно влажная среда.

Основные признаки класса Земноводные

Таблица помогает быстро сопоставить строение земноводных с условиями их жизни. Начните с признака, затем проследите, какую особенность организма он описывает и какое значение эта особенность имеет. Учитывайте, что в отдельных видах детали могут различаться, поэтому в таблице указаны общие признаки класса.

Разбор задач

Задача 1

У лягушки обнаружили тонкую влажную кожу без чешуи. Назовите две функции кожи. Сначала определите, какие особенности покрова названы в условии: кожа тонкая, влажная и покрыта слизью. Затем вспомните, что у земноводных газообмен происходит не только в лёгких, но и через поверхность тела. Наконец, отделите дыхательную функцию от защитной, чтобы назвать именно две разные функции.

1. Тонкая влажная поверхность позволяет кислороду и углекислому газу проходить через кожу.
2. Слизь и кожные железы помогают сохранять поверхность влажной и защищают её от пересыхания.
3. Следовательно, кожа участвует в дыхании и выполняет защитную функцию.

Ответ: кожа лягушки участвует в газообмене и защищает тело, в том числе помогая ему не пересыхать.

Задача 2

Сравните способы дыхания головастика и взрослой лягушки. Объясните, почему они различаются. Чтобы решить задачу, важно не смешивать две стадии развития: головастик живёт в воде, а взрослая лягушка может жить на суше. Сравнение среды и строения подсказывает, какие органы дыхания подходят каждой стадии. Различие связано с метаморфозом — преобразованием личинки во взрослое животное.

1. Определяем стадию: головастик — личинка, обычно обитающая в воде.
2. Учитываем её органы дыхания: личинка обычно дышит жабрами, получая кислород из воды.
3. У взрослой лягушки развиваются лёгкие; она дышит лёгкими и влажной кожей.
4. Связываем различие с изменениями организма и переходом к жизни на суше.

Ответ: головастик обычно дышит жабрами, а взрослая лягушка — лёгкими и кожей. Органы дыхания различаются, потому что в ходе развития меняются строение животного и условия его жизни.

Задача 3

Икра земноводного оказалась на сухом берегу и погибла. Объясните причину, используя особенности размножения и развития амфибий. Здесь нужно установить, какое условие необходимо икре, а затем связать его с устройством оболочки. У большинства земноводных яйца не имеют плотной оболочки, которая хорошо защищала бы их от высыхания. Поэтому сухой берег становится неблагоприятным местом для развития.

1. Вспоминаем, что икринки большинства амфибий лишены плотной защитной оболочки.
2. Сухая поверхность приводит к потере влаги, необходимой для развития зародыша.
3. Учитываем, что из икры часто выходит водная личинка, которой нужна подходящая влажная среда.
4. Делаем вывод: без воды или достаточной влажности нормальное развитие икры нарушается.

Ответ: икра высохла, потому что не была защищена плотной оболочкой и оказалась в сухом месте. Для нормального развития ей нужна вода или достаточно влажная среда.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что все земноводные постоянно живут в воде. Так думают, потому что размножение и раннее развитие многих видов действительно связаны с водоёмами. Но взрослые особи многих амфибий значительную часть жизни проводят на суше. Проверьте себя: различайте места жизни взрослого животного и личинки.

Ошибка — утверждать, что взрослые амфибии дышат только лёгкими. Лёгкие заметнее связываются с жизнью на суше, поэтому о кожном дыхании иногда забывают. Однако влажная кожа тоже участвует в газообмене. Проверяйте ответ по полному набору органов дыхания: лёгкие и кожа.

Ошибка — путать головастика со взрослой особью. Оба относятся к одному виду, поэтому различия между ними могут показаться несущественными. Но личинка отличается строением, образом жизни и органами дыхания. Чтобы не ошибиться, сначала уточните стадию развития, а затем называйте её признаки.

Ошибка — считать влажную кожу только покровом тела. Это распространённое упрощение, потому что кожу обычно воспринимают лишь как защиту. У амфибий она ещё участвует в газообмене, поэтому пересыхание мешает нормальной жизни. Проверьте себя вопросом: зачем земноводному нужна влажная поверхность кожи помимо защиты?

Связь с другими темами

Для изучения земноводных пригодятся знания об общих признаках позвоночных животных, строении их скелета и способах дыхания. Они помогают понять, как конечности поддерживают тело и обеспечивают движение, а лёгкие и кожа участвуют в получении кислорода. Сравнение дыхания личинки и взрослой особи показывает, как строение организма связано с условиями среды.

Эта тема связана с изучением разнообразия позвоночных и приспособлений животных к среде обитания. Сравнивая земноводных с водными и наземными животными, можно увидеть разные способы освоения суши. Материал также помогает понять эволюцию позвоночных: переход к жизни на суше происходил постепенно и не сразу устранил зависимость от воды.

Что запомнить

• Земноводные — позвоночные животные, жизнь которых обычно связана с водой и сушей.
• Кожа амфибий тонкая, голая и влажная.
• Взрослые земноводные дышат лёгкими и кожей.
• Личинки большинства земноводных живут в воде и дышат жабрами.
• Развитие земноводных обычно сопровождается метаморфозом.
• Размножение большинства амфибий связано с водой.